原標(biāo)題：一文解構(gòu)電動汽車BMS

基于MSP430單片機(jī)的無線充電器設(shè)計是一個結(jié)合了現(xiàn)代電子技術(shù)和單片機(jī)控制技術(shù)的創(chuàng)新項目。以下是對該設(shè)計的詳細(xì)解析：

一、設(shè)計概述

該無線充電器設(shè)計采用MSP430F2274超低功耗單片機(jī)作為監(jiān)測控制核心，通過線圈耦合方式傳遞能量，實現(xiàn)電能的無線傳遞。該設(shè)計具有無線充電、能量傳輸效果好、攜帶方便、成本低、無需布線等優(yōu)勢，有著廣泛的應(yīng)用前景。

二、硬件設(shè)計

1. 核心器件選擇

• 單片機(jī)：MSP430F2274超低功耗單片機(jī)，具有多種省電模式、功耗低、抗干擾力強(qiáng)等特點(diǎn)。

• 液晶屏：低功耗OCM126864-9液晶屏，用于顯示電壓和充電時間等信息。

2. 電路設(shè)計

• 電源切換電路：采用單刀雙閘繼電器實現(xiàn)交流優(yōu)先和交直流自動切換的功能。當(dāng)交流電源供電時，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)打開；當(dāng)交流電源斷電時，繼電器斷電，常閉觸點(diǎn)閉合，實現(xiàn)自動切換。在切換過程中，C1電容提供一定時間的電量，確保不斷電切換，不影響充電。

• 發(fā)射電路：由振蕩信號發(fā)生器和諧振功率放大器兩部分組成。振蕩信號發(fā)生器采用NE555構(gòu)成，產(chǎn)生約510KHZ的振蕩頻率，為功放電路提供激勵信號。諧振功率放大器由LC并聯(lián)諧振回路和開關(guān)管IRF840構(gòu)成，當(dāng)功率放大器的選頻回路的諧振頻率與激勵信號頻率相同時，功率放大器發(fā)生諧振，此時線圈中的電壓和電流達(dá)最大值，從而產(chǎn)生最大的交變電磁場。

• 接收電路：當(dāng)接收線圈與發(fā)射線圈靠近時，在接收線圈中產(chǎn)生感生電壓。當(dāng)接收線圈回路的諧振頻率與發(fā)射頻率相同時，產(chǎn)生諧振，電壓達(dá)最大值，具有最好的能量傳輸效果。通過兩個電感線圈耦合能量，次級線圈輸出的電流經(jīng)接收轉(zhuǎn)換電路變化成直流電為電池充電。

• 充電電路：電能經(jīng)過線圈接收后，高頻交流電壓經(jīng)快速二極管1N4148進(jìn)行全波整流，3300F的電容濾波，再用5.1V穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓，輸出直流電為充電器提供較為穩(wěn)定的工作電壓。采用恒流充電方法，保證充電電流大致為一常數(shù)，以準(zhǔn)確控制充電時間。

三、軟件設(shè)計

軟件設(shè)計的主要任務(wù)是對充電過程的監(jiān)視及充電電路的控制。具體方法如下：

• 利用MSP430單片機(jī)自帶的AD轉(zhuǎn)換器實時檢測充電電池上的電壓。

• 當(dāng)電壓達(dá)到規(guī)定值時，發(fā)出控制信號，關(guān)斷充電電路。

• 基于MSP430較高的速度、高精度的AD轉(zhuǎn)換器、功能豐富的定時器等資源特點(diǎn)，在LCD上設(shè)計充電進(jìn)度條的繪制、實時充電電壓顯示、充電時間顯示等內(nèi)容。

四、系統(tǒng)特點(diǎn)

1. 無線充電：采用電磁感應(yīng)原理，通過線圈耦合實現(xiàn)電能的無線傳遞。

2. 能量傳輸效果好：當(dāng)發(fā)射線圈回路與接收線圈回路均處于諧振狀態(tài)時，具有最好的能量傳輸效果。

3. 攜帶方便：無需布線，使用更加便捷。

4. 成本低：采用低功耗器件和簡單的電路設(shè)計，降低了成本。

5. 具有快充和慢充功能：通過開關(guān)選擇充電速度，實現(xiàn)快速充電和常態(tài)充電功能。電能充滿后給出充滿提示且自動停止充電。

五、應(yīng)用前景

該無線充電器設(shè)計具有廣泛的應(yīng)用前景，可以應(yīng)用于手機(jī)、MP3、筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備的充電。隨著電動汽車和智能家居等領(lǐng)域的快速發(fā)展，無線充電器也將迎來更加廣闊的市場空間。

綜上所述，基于MSP430單片機(jī)的無線充電器設(shè)計是一個具有創(chuàng)新性和實用性的項目。通過合理的硬件設(shè)計和軟件控制，實現(xiàn)了電能的無線傳遞和高效利用。